【正文】 ? 高斯函數(shù) dyxw1),( ??????? ???????????222222e x p212e x p21),(??????yxdyxw計算機圖形學 福建師范大學 ? 權(quán)性 ? 位于 (x, y)處的微面積元 dA對像素的亮度的貢獻為 w(x, y) dA – 相交區(qū)域 對該像素的亮度貢獻 1),( ??A dAyxww x y dAA ( , )???A計算機圖形學 福建師范大學 – 特例： 時， – 實現(xiàn)步驟 1． 求直線段與像素的相交區(qū)域 2． 計算的值 3．上面所得到的值介于 0、 1之間， 用它乘像素的最大灰度值， 即設該像素的顯示灰度。 – 直線條上沿理想直線方向的相鄰兩個象素有時會有較大的灰度差。 – 將屏幕該象素的亮度置為相交區(qū)域面積的近似值可 k/n。當直線段與象素有交時，求出兩者相交區(qū)域的面積，然后根據(jù)相交區(qū)域面積的大小確定該象素的亮度值。 計算機圖形學 福建師范大學 ? 示意圖 (5之 1) p1 p2 p3 p4 p5 p6 p7 p8 p9 p10 r1 r2 計算機圖形學 福建師范大學 ? 示意圖 (5之 2) 計算機圖形學 福建師范大學 ? 示意圖 (5之 3) 計算機圖形學 福建師范大學 ? 示意圖 (5之 4) 計算機圖形學 福建師范大學 ? 示意圖 (5之 5) 計算機圖形學 福建師范大學 ? 其他窗口 的 裁剪 –圓域窗口裁剪：潛望鏡、 ... –任意 (凸 )多邊形裁剪：個性化電腦顯示器定制， 計算機圖形學 福建師范大學 字符裁剪 ? 串精度 :將包圍字串的外接矩形對窗口作裁剪 ? 字符精度 :將包圍字的外接矩形對窗口作裁剪 ? 以及筆畫 \象素精度 :將筆劃分解成直線段對窗口作裁剪 ? 待裁剪字符串 串精度裁剪 字符精度裁剪 象素精度裁剪 STRINGSTRING2 STRING2RINGSTRING2STRINGSTRING2計算機圖形學 福建師范大學 ? 用離散量表示連續(xù)量引起的失真現(xiàn)象 稱之為 走樣 (aliasing) ? 用于減少或消除這種效果的技術(shù)稱為 反走樣 (antialiasing) ? ? 區(qū)域采樣 ? 加權(quán)區(qū)域取樣 反走樣 計算機圖形學 福建師范大學 走樣現(xiàn)象 ? 光柵圖形的走樣現(xiàn)象 –階梯（鋸齒）狀邊界 –圖形細節(jié)失真 –狹小圖形遺失：動畫序列中時隱時現(xiàn)，產(chǎn)生閃爍 計算機圖形學 福建師范大學 走樣現(xiàn)象 （ 1）階梯狀的圖形邊界 –像素間距大 線畫圖元 填充圖元邊界 實例 計算機圖形學 福建師范大學 走樣現(xiàn)象 （ 2）圖形細節(jié)失真 –顯示圖形的最小單位為像素 –細長的矩形顯示后成了加寬的矩形 –更細的矩形將丟失 計算機圖形學 福建師范大學 走樣現(xiàn)象 （ 3）狹小圖形的遺失與動態(tài)圖形的閃爍 – 多邊形分布在像素間，不覆蓋像素 中心，不被顯示 – 狹小圖形運動時，會間隔覆蓋像素 的中心，產(chǎn)生閃爍 計算機圖形學 福建師范大學 反走樣方法 ? 反走樣 (antialiasing) – 在圖形顯示過程中，用于減少或消除走樣（混淆）現(xiàn)象的方法 ? 方法 – 提高分辨率方法 – 非加權(quán)區(qū)域采樣 – 加權(quán)區(qū)域采樣 計算機圖形學 福建師范大學 ? 把顯示器分辨率提高一倍， – 直線經(jīng)過兩倍的象素，鋸齒也增加一倍， – 但同時每個階梯的寬度也減小了一倍， – 所以顯示出的直線段看起來就平直光滑了一些。它們與裁剪線的位置關(guān)系只有四種 可見一側(cè)可見一側(cè)可見一側(cè)可見一側(cè)Sp SS Spp p( 1 ) ( 2 ) ( 3 ) ( 4 )對于情況（ 1）僅輸出頂點 P 情況（ 2）輸出 0個頂點 情況（ 3）輸出線段 SP與裁剪線的交點 I 情況（ 4）輸出線段 SP與裁剪線的交點 I和終點 P 計算機圖形學 福建師范大學 – 上述算法僅用一條裁剪邊對多邊形進行裁剪，得到一個頂點序列，作為下一條裁剪邊處理過程的輸入。 計算機圖形學 福建師范大學 多邊形裁剪 ? 基本思想是一次用窗口的一條邊裁剪多邊形。 ? } 計算機圖形學 福建師范大學 ? 裁減的插曲： – 汪嘉業(yè)的快速算法 – 80年代的裁減熱： 應道寧 (工程圖學研究所 )、 汪國昭（圖形圖像研究所） ? 對三種算法比較 : – CohenSutherland與中點法在區(qū)域碼測試階段能以位運算方式高效率地進行，因而當大多數(shù)線段能夠簡單的取舍時，效率較好。} } ? else if(q0) return FALSE。 else if(r*u2) { *u2=r。 //下頁 計算機圖形學 福建師范大學 else if(p0) { r=p/q。 return TRUE。 if(r*u2) return FALSE。 ?{ float r。u2) { displayline(x1+u1*dx,y1+u1*dy, x1+u2*dx,y1+u2*dy) return。u2) ? if(ClipT(dy,YTy1, amp。u2) if(ClipT(dy,y1YB, amp。u2) ? if(ClipT(dx,XRx1, amp。 ? if(ClipT(dx,x1XL,amp。 dx =x2x1。 ? u1=0。 計算機圖形學 福建師范大學 ? void LB_LineClip(x1,y1,x2,y2,XL,XR,YB,YT) ? float x1,y1,x2,y2,XL,XR,YB,YT。 計算機圖形學 福建師范大學 – 如果 u1u2，則線段完全落在裁剪窗口之外，被舍棄。對這些邊界計算 rk=qk/pk 。 u1取 0和各個 rk值之中的最大值。 kpkpkp計算機圖形學 福建師范大學 ? 對于每條直線，可以計算出參數(shù) u1和 u2，它們定義了在裁剪矩形內(nèi)的線段部分 – u1的值由線段從外到內(nèi)遇到的矩形邊界所決定（ p0）。 kpkqkq計算機圖形學 福建師范大學 – 當 ≠ 0， ?當 0,線段從裁剪邊界延長線的外部延伸到內(nèi)部。 ? 從 出發(fā)找最近可見點采用上面類似方法。 計算機圖形學 福建師范大學 求線段與窗口的交點 A、 B分別為距 P0、 P1最近的可見點， Pm為 P0P1中點 P0P1PmAB計算機圖形學 福建師范大學 ? 從 出發(fā)找最近可見點的方法 – 先求出 的中點 – 若 不是顯然不可見的，并且 在窗口中有可見部分，則距 最近的可見點一定落在 上，所以用 代替 ； 0P10PP mPmPP0 mPP00PmPP0 mPP0 10PP計算機圖形學 福建師范大學 – 否則取 代替 – 再對新的 求中點 。對前兩種情況，進行一樣的處理。 ? Sutherland： Coons獎 , 圖靈獎 , IEEE 計算機先驅(qū)獎。 x=x1+(x2x1)*(YTy1)/(y2y1)。} ? else if(TOP amp。code !=0) ? { y=YB。 y=y1+(y2y1)*(XRx1)/(x2x1)。} ? else if(RIGHTamp。code !=0) ? { x=XL。然后對另一段重復上述處理。code2≠0 （？） ，則 “ 棄 ” – 在交點處把線段分為兩段。然后對另一段重復上述處理。 ? （ 3）若線段不滿足 “ 取 ” 或 “ 棄 ” 的條件，則在交點處把線段分為兩段。 計算機圖形學 福建師范大學 CohenSutherland裁剪 ? 基本思想：對于每條線段 P1P2分為三種情況處理分為三種情況處理 : ? （ 1）若 P1P2完全在窗口內(nèi)，則顯示該線段 P1P2簡稱“ 取 ” 之。復雜的曲線可以通過折線段來近似，從而裁剪問題也可以化為直線段的裁剪問題。所以一般采用先裁剪再掃描轉(zhuǎn)換的方法。但那樣太費時，一般不可取。 ? 在使用計算機處理圖形信息時，計算機內(nèi)部存儲的圖形往往比較大，而屏幕顯示的只是圖的一部分。 計算機圖形學 福建師范大學 字符屬性 – 字體 宋體 仿宋體 楷體 黑體 隸書 – 字高 宋體 宋體 宋體 宋體 – 字寬 – 字傾斜角 傾斜 傾斜 – 對齊 (左對齊、中心對齊、右對齊 ) – 字色 紅色 、 綠色 、 藍色 大海 大海 大海 大海計算機圖形學 福建師范大學 裁剪 ? 裁剪： 確定圖形中哪些部分落在顯示區(qū)之內(nèi)，哪些落在顯示區(qū)之外 ,以便只顯示落在顯示區(qū)內(nèi)的那部分圖形。 ? ? 點陣字符 點陣字庫中的位圖表示 矢量輪廓字符 1 1 11 1 1 000 1 01 0 1 010 1 01 0 1 010 1 11 1 1 000 1 01 0 1 010 1 01 0 1 011 1 11 1 1 000 0 00 0 0 00計算機圖形學 福建師范大學 ? 特點： –點陣字符：存儲量大，易于顯示 –矢量字符：存儲量小，美觀，變換方便 。 計算機圖形學 福建師范大學 –顯示：首先從字庫中將它的字符信息。對于字符的旋轉(zhuǎn)、縮放等變換， –點陣字符的變換需要對表示字符位圖中的每一象素進行； –矢量字符的變換只要對其筆畫端點進行變換就可以了。然后將檢索到的位圖寫到幀緩沖器中。 –點陣字符的顯示分為兩步。 計算機圖形學 福建師范大學 ? 點陣字符 點陣字庫中的位圖表示 1 1 11 1 1 000 1 01 0 1 010 1 01 0 1 010 1 11 1 1 000 1 01 0 1 010 1 01 0 1 011 1 11 1 1 000 0 00 0 0 00計算機圖形學 福建師范大學 –在實際應用中，有多種字體（如宋體、楷體等），每種字體又有多種大小型號，因此字庫的存儲空間是很龐大的。 計算機圖形學 福建師范大學 ? 點陣字符 : 每個字符由一個位圖表示， 該位為 1表示字符的筆畫經(jīng)過此位，對應于此位的象素應置為字符顏色。 計算機圖形學 福建師范大學 ? 字庫：為了在顯示器等輸出設備上輸出字符，系統(tǒng)中必須裝備有相應的字庫。區(qū)碼和位碼各用一個字節(jié)表示。 計算機圖形學 福建師范大學 ? 漢字編碼的國家標準字符集： GB2312－ 80。 ? 國際上最流行的字符集：“ 美國信息交換用標準代碼集 ” ，簡稱 ASCII碼。 計算機圖形學 福建師范大學 第二章 光柵圖形學 ? ? ? ? ? ? ? 計算機圖形學 福建師范大學 字符 ? 字符指數(shù)字、字母、漢字等符號。 ? ? 前者：從邊界頂點信息出發(fā)。 ? ? 前者只要求掃描線與多邊形邊界交點個數(shù)為偶數(shù)。 ?區(qū)域填充轉(zhuǎn)化為多邊形的掃描轉(zhuǎn)換；若已知給定多邊形的頂點，則區(qū)域填充轉(zhuǎn)化為多邊形的掃描轉(zhuǎn)換。 可相互轉(zhuǎn)換 。 計算機圖形學 福建師范大學 掃描線算法分析（舉例分析） ? 該算法也可以填充有孔區(qū)域。若存在非邊界、未填充的象素，則把每一區(qū)間的 最右象素 作為種子點壓入堆棧，返回第（ 2）步。分別標記區(qū)段的左、右端點坐標為 xl和 xr。否則取棧頂元素（ x， y），以